小麥硫肥3415試驗(yàn)的硫有效性評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)效益分析

山東省阜城區(qū)是黃淮海地區(qū)的主要糧食產(chǎn)區(qū)之一。也是中國(guó)優(yōu)質(zhì)特色小麥的主要產(chǎn)業(yè)之一。小麥全年種植85萬(wàn)畝。自2005年以來(lái),郯城縣連續(xù)多年實(shí)施了國(guó)家測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼資金項(xiàng)目,對(duì)氮、磷、鉀肥料開(kāi)展了田間試驗(yàn)研究,積累了豐富的技術(shù)資料,建立了主要作物大量元素肥料施用技術(shù)指標(biāo)體系。硫是作物需求量較大的營(yíng)養(yǎng)元素之一,為摸清土壤供硫水平,開(kāi)展了土壤有效硫含量的測(cè)試與評(píng)價(jià)工作。通過(guò)此項(xiàng)工作基本摸清了土壤硫含量及空間分布狀況。為了進(jìn)一步了解小麥對(duì)施硫的反應(yīng)及硫肥的增產(chǎn)效應(yīng)、施用效益等情況,設(shè)計(jì)并實(shí)施了本試驗(yàn)。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料1.1.1試驗(yàn)品種和品種1.1.2酸鈣、磷酸二銨、嘉吉美康尿素(46-0-0),注冊(cè)商標(biāo)“彩云”,由山東恒通化工有限公司生產(chǎn);普通過(guò)磷酸鈣(0-12-0),注冊(cè)商標(biāo)“九華山”,由銅陵市銅官山化工有限公司生產(chǎn);磷酸二銨(18-46-0),注冊(cè)商標(biāo)“嘉吉美康”,由美國(guó)嘉吉磷化工國(guó)際化肥工業(yè)集團(tuán)公司生產(chǎn);氯化鉀(0-0-60),注冊(cè)商標(biāo)“中化”,由中化化肥有限公司生產(chǎn)。1.2%有效微量元素試驗(yàn)地安排在郯城縣紅花鄉(xiāng)戚村戚光坤的承包田里,試驗(yàn)地排灌設(shè)施配套,土壤類型為均質(zhì)輕壤水稻土,土壤全氮0.77g/kg、堿解氮46.0mg、有效磷18.2mg/kg、速效鉀68mg/kg、緩效鉀322mg/kg、有機(jī)質(zhì)9.45g/kg、有效銅2.33mg/kg、有效鋅0.84mg/kg、有效鐵30.6mg/kg、有效錳21.4mg/kg、交換性鈣199.4mg/kg、交換性鎂102.5mg/kg、有效硫16.0mg/kg,pH值5.6。1.3對(duì)當(dāng)?shù)刈钸m施肥量的分析本試驗(yàn)按照“3415”方案設(shè)計(jì),“3415”的含義為:“3”指氮、磷、鉀三個(gè)因素;“4”指每個(gè)因素設(shè)4個(gè)水平:0水平不施肥,1水平=2水平×0.5(該水平為減量施肥水平),2水平指當(dāng)?shù)刈钸m施肥量(本試驗(yàn)設(shè)定氮、磷、鉀2水平為:N15kg、P2O57kg、K2O6kg),3水平=2水平×1.5(該水平為過(guò)量施肥水平);“15”指總計(jì)15個(gè)處理,即在原“3414”田間試驗(yàn)14個(gè)處理基礎(chǔ)上增加1個(gè)缺硫2水平處理(N2P2K2So)。本3415試驗(yàn)不設(shè)重復(fù),小區(qū)面積30m2,區(qū)組為各處理隨機(jī)排列。1.4施肥及施用量各處理施肥品種,數(shù)量見(jiàn)表1。各肥料品種施用方法如下:氮肥總量的50%、全部磷肥(內(nèi)含硫肥)、全年鉀肥作基肥,氮肥總量的50%作追肥,于返青至起身期施入。1.5施入基肥,條播及除草2008年10月10日前茬作物水稻收獲后,采集試驗(yàn)田基礎(chǔ)土樣,10月15日整地做小區(qū),小區(qū)四周做0.4m寬的小埂,四周設(shè)立保護(hù)區(qū),按照方案設(shè)計(jì)施入基肥。10月17日播種,采取機(jī)械條播方法。畝播種量17.5kg。11月20日用驃馬防除禾本科雜草。2009年2月18日用阿維菌素防治紅蜘蛛。2月21日按照方案設(shè)計(jì)追施氮素化肥,追肥后畝灌水量80m3。6月7日采集植株樣品,6月10日進(jìn)行田間產(chǎn)量性狀調(diào)查后,各小區(qū)單獨(dú)收獲晾至標(biāo)準(zhǔn)含水量后脫粒計(jì)產(chǎn)。2結(jié)果與分析2.1土壤供硫能力美國(guó)Wisconsion大學(xué)土壤系提出的土壤硫有效性指數(shù)(SAI)可用于土壤供硫能力評(píng)價(jià):根據(jù)SAI大小土壤硫的有效性大小可分三類,即SAI<7,土壤供硫能力為低水平,此類土壤需增施硫肥;7≤SAI≤14,土壤供硫能力為中等水平,此類土壤一般不需施硫,但對(duì)于需硫較多的作物可能會(huì)表現(xiàn)土壤供硫能力不足,施硫有一定增產(chǎn)效果;SAI>14,土壤供硫能力為高水平,不需要施用硫肥。全縣土壤供硫能力分級(jí)情況見(jiàn)表2。根據(jù)以上評(píng)價(jià)方法,本試驗(yàn)地土壤有效硫含量為16.0mg/kg,根據(jù)試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)含量計(jì)算SAI=8.4,處于中等供硫水平。2.2最佳施肥量計(jì)算現(xiàn)將各個(gè)施肥處理的產(chǎn)量結(jié)果列出,見(jiàn)表3。利用以上產(chǎn)量結(jié)果擬合的三元二次肥料效應(yīng)方程如下:根據(jù)三元函數(shù)極值存在的充分條件,有下面的判別矩陣A:所以上述三元二次肥料效應(yīng)方程存在極大值?；貧w方程顯著性檢驗(yàn):最佳施肥量計(jì)算結(jié)果:純N24.5kg、P2O511.9kg、K2O10.8kg,最佳產(chǎn)量607.5kg。從模擬運(yùn)算結(jié)果來(lái)看,氮肥施用量偏高,這可能與試驗(yàn)地氮素基礎(chǔ)養(yǎng)分含量偏低有關(guān)。以上分析結(jié)果表明,(*)式屬于極大值外推的非典型式。2.3硫肥價(jià)ps的計(jì)算利用肥料邊際效應(yīng)分析方法,列出如下不等式:式中:ys、y0、Cx的含義見(jiàn)(*)式,本試驗(yàn)中Cx=7kg/畝,1.8為小麥單價(jià)(元/kg),Ps為硫肥(S)的單價(jià)(元/kg)。因本試驗(yàn)所用硫肥肥源為普鈣,是硫磷復(fù)合型肥料,硫肥單價(jià)不易計(jì)算,分析計(jì)算時(shí)參考單質(zhì)硫肥(硫磺)價(jià)格估算(1.5元/kg)。如果硫磺含硫量以90%計(jì),則Ps=1.7元/kg。設(shè)施用硫肥的增產(chǎn)率為q0(%),那么:根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,本試驗(yàn)施硫?qū)嶋H增產(chǎn)率(1.3%),在臨界值以下,從經(jīng)濟(jì)效益角度分析表明本次試驗(yàn)施硫量(7kg/畝)為過(guò)量施硫量。3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果1)引用土壤硫有效性指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合有機(jī)質(zhì)含量狀況,建立了基于郯城縣土壤養(yǎng)分狀況的土壤有效硫豐缺指標(biāo)。并根據(jù)試驗(yàn)地有機(jī)質(zhì)含量狀況對(duì)本次試驗(yàn)地土壤供硫水平進(jìn)行了評(píng)價(jià)。2)通過(guò)對(duì)參試作物小麥的植株(包括莖葉、籽粒)有效硫含量進(jìn)行分析,確認(rèn)了試驗(yàn)田樣株的硫養(yǎng)分水平。3)通過(guò)對(duì)大量元素(氮、磷、鉀)施用量與產(chǎn)量的回歸分析,結(jié)合利用數(shù)學(xué)評(píng)判法,確定了二元二次肥料效應(yīng)模型的類型,初步擬出了大量元素肥料的最佳施用量及其對(duì)應(yīng)的最佳產(chǎn)量。4)通過(guò)對(duì)施硫進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析,采用邊際效應(yīng)分析方法找出了本試驗(yàn)施用硫肥的增產(chǎn)率臨界指標(biāo)。從施肥經(jīng)濟(jì)學(xué)角度,為指導(dǎo)硫肥合理施用提供了可供參考的評(píng)判標(biāo)